MTU

MTUはMaximum Transmission Unitを意味し、ネットワークにおける単一パケットの最大バイト数を指します。これは、送信側が1つのパケットに含めることのできるデータの最大量を規定します。MTUが受信側または中継ノードの対応範囲を超えると、パケットが分割または消失し、ネットワークの負荷が増加する可能性があります。逆に、MTUを小さく設定しすぎると、データ伝送の効率に影響します。

MTUの重要性

ネットワークでは、情報はパケット形式で送信され、適切なパケットサイズは伝送効率の向上に役立ちます。大きなパケットはより多くの有効データを伝送できるため、通信効率が向上します。しかし、パケットが大きすぎると、伝送遅延やエラー発生率が高まり、再送コストも増加します。小さなパケットでは、個々のパケットで伝送されるデータ量は減少しますが、より多くのパケットを処理する必要があるため、デバイスにはより高い処理能力が求められます。したがって、MTUを調整することで、ネットワークのパケットサイズを最適化し、転送効率を向上させることができます。

Ethernet MTUが通常1500 Bytesに設定されるのはなぜですか？

RFCによると、EthernetのデフォルトMTUは1500バイトです。初期のEthernetは共有リンクモードで動作しており、キャリア検知多重アクセスおよび衝突検出メカニズムをサポートするため、フレーム長は64バイトから1518バイトの間である必要がありました。64バイトという最小値により最も極端な衝突も検出できる一方、1518バイトという最大値により長いフレームが他のサービスを妨げるのを防いでいました。そのため、Ethernetフレームはこの範囲内に保たれています。

Ethernetフレームの最大サイズのバイト数は1518で、14-byteのヘッダー、4-byteの末尾、および1500-byteの上位層IPパケットで構成されます。この1500-byteのサイズは、デフォルトのMTU値に対応します。ネットワーク層プロトコルは、MTUに基づいてパケットを分割するかどうかを決定し、単一のIPパケットがMTUを超える場合は、互換性を確保するために送信前に分割されます。

正しいMTUの設定

ネットワークの設定では、ベンダーが異なる場合や、同じベンダーでもモデルが異なる場合、MTUの定義やセグメンテーションの仕組みが異なることがあり、このような違いによって、プロトコル間の接続不能、Webサイトやリンクへのアクセス不能、ゲームの遅延などの問題が生じることがよくあります。そのため、MTUを適切に設定することが特に重要です。

基本原則として、相互接続されたLayer 3デバイスのEthernetインターフェースでは、同じMTUを維持する必要があります。さらに、さまざまな場合におけるカプセル化がパケットサイズに与える影響を考慮する必要があります。たとえば、MPLSラベルをカプセル化する場合、各ラベルによって4 bytesのオーバーヘッドが追加されるため、パケット長がリンク層の上限を超え、転送の問題が発生する可能性があります。

バックボーン、メトロ、およびアクセスネットワーク向けのMTU構成に関する推奨事項

バックボーン、メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）、およびアクセスネットワークを適切に運用するには、MTU値をデフォルトの1500バイトより大幅に大きくする必要があります。多くのハイエンドルーターやスイッチは、9000バイトを超えるパケットに対応しています。しかし、異なるベンダーの多くのデバイスでは、依然としてMTUが1500バイトに設定されています。MTUネゴシエーションを必要とするルーティングプロトコル（OSPFやIS-ISなど）が使用される可能性があるため、異なるベンダーのデバイスを相互接続する際は、MTUを一致させる必要があります。そのため、デバイス間の互換性を確保するには、ネットワークおよび通信事業者の規格を満たす、より大きな値にMTUを設定することをお勧めします。

データセンターを含むLAN向けMTU構成の推奨事項

大規模データセンターネットワークでは、MTU設定が統一されていません。新しい技術が適用されるにつれて、MTUの問題が顕在化します。たとえば、さまざまなトンネリング技術（例：VPLS、VXLANなど）がレイヤー2拡張に広く使用されており、これらの技術はカプセル化後に oversized packets を生成します。統一されたMTU計画がないと、伝送効率の低下を招き、さらには業務運用に影響を与える可能性があります。したがって、データセンターネットワークを構築する際には、各ベンダーの機器でサポート可能な、より大きな値にMTUを設定することを推奨します。